CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。回答下列问题:
(1)CH4超干重整CO2的催化转化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/7/e1a0017b-2346-47c2-ae95-7ec317547cb6.png?resizew=404)
①已知相关反应的能量变化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/7/e00e0799-3e6b-47ed-9108-aab4fddec911.png?resizew=543)
过程Ⅰ的热化学方程式为________ 。
②关于上述过程Ⅱ的说法不正确的是________ (填序号)。
a.实现了含碳物质与含氢物质的分离
b.可表示为CO2+H2=H2O(g)+CO
c.CO未参与反应
d.Fe3O4、CaO为催化剂,降低了反应的ΔH
③其他条件不变,在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)进行相同时间后,CH4的转化率随反应温度的变化如图所示。a点所代表的状态________ (填“是”或“不是”)平衡状态;b点CH4的转化率高于c点,原因是________ 。
(2)在一刚性密闭容器中,CH4和CO2的分压分别为20kPa、25kPa,加入Ni/α-Al2O3催化剂并加热至1123K使其发生反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/7/40ed28e4-4020-4a8a-91c9-6806344a4002.png?resizew=192)
①研究表明CO的生成速率υ(CO)=1.3×10-2·p(CH4)·p(CO2)mol·g-1·s-1,某时刻测得p(CO)=20kPa,则p(CO2)=________ kPa,υ(CO)=________ mol·g-1·s-1。
②达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8倍,则该反应的平衡常数的计算式为Kp=________ (kPa)2。(用各物质的分压代替物质的量浓度计算)
(3)CH4超干重整CO2得到的CO经偶联反应可制得草酸(H2C2O4)。常温下,向某浓度的草酸溶液中加入一定浓度的NaOH溶液,所得溶液中
,则此时溶液的pH=________ 。(已知常温下H2C2O4的Ka1=6×10-2,Ka2=6×10-5,lg6=0.8)
(1)CH4超干重整CO2的催化转化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/7/e1a0017b-2346-47c2-ae95-7ec317547cb6.png?resizew=404)
①已知相关反应的能量变化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/7/e00e0799-3e6b-47ed-9108-aab4fddec911.png?resizew=543)
过程Ⅰ的热化学方程式为
②关于上述过程Ⅱ的说法不正确的是
a.实现了含碳物质与含氢物质的分离
b.可表示为CO2+H2=H2O(g)+CO
c.CO未参与反应
d.Fe3O4、CaO为催化剂,降低了反应的ΔH
③其他条件不变,在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)进行相同时间后,CH4的转化率随反应温度的变化如图所示。a点所代表的状态
(2)在一刚性密闭容器中,CH4和CO2的分压分别为20kPa、25kPa,加入Ni/α-Al2O3催化剂并加热至1123K使其发生反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/7/40ed28e4-4020-4a8a-91c9-6806344a4002.png?resizew=192)
①研究表明CO的生成速率υ(CO)=1.3×10-2·p(CH4)·p(CO2)mol·g-1·s-1,某时刻测得p(CO)=20kPa,则p(CO2)=
②达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8倍,则该反应的平衡常数的计算式为Kp=
(3)CH4超干重整CO2得到的CO经偶联反应可制得草酸(H2C2O4)。常温下,向某浓度的草酸溶液中加入一定浓度的NaOH溶液,所得溶液中
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更新时间:2019-04-30 14:23:54
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【推荐1】中国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成,相关成果北京时间9月24日由国际知名学术期刊《科学》在线发表,因此
的捕集及其资源化利用成为科学家研究的重要课题。
Ⅰ.二氧化碳合成“合成气”
(1)捕获的高浓度
能与
制备合成气
,该过程主要涉及以下反应:
①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ca80f7ce90d639aefc553dfa7abceb64.png)
②![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1457d07a359b0fbb273fa5d986f70b12.png)
③![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/036cef1b3070367827f56150fc23d5a4.png)
④![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6ea0b1e9fc2b3c1237f317527f086e1f.png)
根据盖斯定律,反应①的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/52460e3cfda44d9cbcf407818fd2d535.png)
___________ (写出代数式即可)。
Ⅱ.二氧化碳合成低碳烯烃
(2)用可再生能源电还原
时,采用高浓度的
抑制酸性电解液中的析氢反应来提高乙烯的生成率,装置如图所示。阴极发生的反应为:_______ ;每转移
电子,阳极生成___________
气体(标准状况)
为原料合成
涉及的主要反应如下:
A.
(主反应)
B.
(副反应)
其中,反应
的反应历程可分为如下两步:
a.
(反应速率较快)
b.
(反应速率较慢)
密闭容器中充入
和
合成
,发生主反应,温度对催化剂
性能的影响如图所示,工业生产综合各方面的因素,反应选择
的原因是_______ 。
主反应:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/75693c5ee205a503d4946a947595ce80.png)
副反应:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4b96a5c764beddcad139854751f35c5b.png)
某一刚性容器中充入
和
,在催化剂存在条件下进行反应,测得温度与平衡转化率、产物选择性的关系如图所示。已知:选择性
。
平衡时,生成的
的物质的量是___________ 。
Ⅳ.新型二氧化碳固定法
(5)某课题组设计一种新型的固定
方法,如图所示。若原料用
,则产物为___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
Ⅰ.二氧化碳合成“合成气”
(1)捕获的高浓度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fe99425a77836891a45f99af83318312.png)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ca80f7ce90d639aefc553dfa7abceb64.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1457d07a359b0fbb273fa5d986f70b12.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/036cef1b3070367827f56150fc23d5a4.png)
④
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6ea0b1e9fc2b3c1237f317527f086e1f.png)
根据盖斯定律,反应①的
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ee10b15238789eff8bcc496fa524cb34.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/447608528c2b3a425cf70308f4746f61.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4e6553c72b887ca38fa8b1381a128f9.png)
A.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8debc28b03f7e0aaec92a820d7081274.png)
B.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0638226687557d1d349fcce5073ac109.png)
其中,反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff4489d9b83072184c0e1d6b09be50ca.png)
a.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8ecfc4683cb5a492d184153d8e231462.png)
b.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e89dc6405c8cfc3f91d2f1d0791d1727.png)
密闭容器中充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5805b8c82259f32c7f04717168181791.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4e6553c72b887ca38fa8b1381a128f9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/003b5702012a4e7effd08be799662008.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b707d5add315ab2bb6c9c8187521284b.png)
主反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/75693c5ee205a503d4946a947595ce80.png)
副反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4b96a5c764beddcad139854751f35c5b.png)
某一刚性容器中充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd22b38b2826d9ea0c76f5ffd300c1a5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/99f54f19fd88e44fe8edb979945b4154.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d35d52b4d22732ac6b1ca3dd5f2ddd23.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a360b231011210e84ff47d842d8df1e8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
Ⅳ.新型二氧化碳固定法
(5)某课题组设计一种新型的固定
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/10/5/3339518312251392/3340153733316608/STEM/660460488e8e4e63863368d04435e3df.png?resizew=43)
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解题方法
【推荐2】石油产品中含有H2S及COS、CH3SH等多种有机硫,石油化工催生出多种脱硫技术。回答下列问题:
(1)已知热化学方程式:①2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) △H1=-362 kJ·mol-1
②2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H2=-1172 kJ·mol-1
则H2S气体和氧气反应生成固态硫和液态水的热化学方程式为__________________ 。
(2)可以用K2CO3溶液吸收H2S,其原理为K2CO3+H2S=KHS+KHCO3,该反应的平衡常数为_______ 。(已知H2CO3的Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11;H2S的Ka1=5.6×10-8,Ka2=1.2×10-15)
(3)在强酸溶液中用H2O2可将COS氧化为硫酸,这一原理可用于COS 的脱硫。该反应的化学方程式为_______ 。__________ ,温度__________ 。
②P点对应的平衡常数为_____________ 。(保留小数点后2 位)
(1)已知热化学方程式:①2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) △H1=-362 kJ·mol-1
②2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H2=-1172 kJ·mol-1
则H2S气体和氧气反应生成固态硫和液态水的热化学方程式为
(2)可以用K2CO3溶液吸收H2S,其原理为K2CO3+H2S=KHS+KHCO3,该反应的平衡常数为
(3)在强酸溶液中用H2O2可将COS氧化为硫酸,这一原理可用于COS 的脱硫。该反应的化学方程式为
(4)COS的水解反应为COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g) △H<0。某温度时,用活性α-Al2O3作催化剂,在恒容密闭容器中COS(g)的平衡转化率随不同投料比[n(H2O)/n(COS)]的转化关系如图1所示。其它条件相同时,改变反应温度,测得一定时间内COS的水解转化率如图2所示:
②P点对应的平衡常数为
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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解题方法
【推荐3】杭州亚运会主火炬燃料是“零碳甲醇”,这是一种利用焦炉气中的
和工业废气捕获的
生产的绿色燃料。两者在适宜的过渡金属及其氧化物催化下发生反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7aebc1797a4f369ff9612e4963f96e20.png)
(1)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dde368c6ccef4dd2865f7e6163f45cce.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d950e2db11d42b58d94793d268b9fee8.png)
①则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/da8675a98b4dcba91d732f5f2c50a585.png)
___________ (用含
和
的代数式表示);
②实验测得
(记作
)与温度(T)的关系如下图所示,则该反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
___________ 0(填“>”“<”或“=”)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/17/311c422d-34d8-42c3-bcce-fd32a7aec6b4.png?resizew=177)
(2)从焦炉气中提取氢气,需净化原料气,尤其要脱除其中的含硫杂质。除了从环保角度考虑外,其主要目的是___________ ;
(3)250℃,在甲(容积为
)、乙(容积为
)两刚性容器中分别充入
和
,在适宜的催化剂作用下发生合成甲醇的反应,容器内总压强随时间变化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/17/3b44107a-202b-44cd-b41d-4871fa27d363.png?resizew=197)
①其中B曲线对应___________ 容器中压强的变化情况(填“甲”或“乙”):
②利用图中数据计算250℃该反应的分压平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
___________ (结果用分数表示)。
(4)研究合成甲醇的催化剂时,在其他条件不变仅改变催化剂种类的情况下,对反应器出口产品进行成分分析,结果如下图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/17/4cff4b60-b635-46fc-9b1e-e0bfb94b5363.png?resizew=357)
在以上催化剂中,该反应选择的最佳催化剂为___________ ;
(5)在研究该反应历程时发现:反应气中水蒸气含量会影响
的产率。为了研究水分子对该反应机制的内在影响,我国学者利用计算机模拟,研究添加适量水蒸气前后对能垒较大的反应历程能量变化的影响,如图所示(吸附在催化剂表面上的物种用*标注):
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/17/43a6db0f-2ab8-409b-8068-ca3cdf484ed4.png?resizew=504)
①写出有水参与时的化学方程式___________ 。
②资料显示:水也可以使催化剂活化点位减少。结合资料、上图及学过的知识推测在反应气中添加水蒸气将如何影响甲醇产率及产生这种影响的原因(任答两点)___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7aebc1797a4f369ff9612e4963f96e20.png)
(1)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/70c149836eab57da13633641ad77c428.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dde368c6ccef4dd2865f7e6163f45cce.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7fd10551e26ef4e92ca6a1934f826416.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d950e2db11d42b58d94793d268b9fee8.png)
①则
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/da8675a98b4dcba91d732f5f2c50a585.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dde368c6ccef4dd2865f7e6163f45cce.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d950e2db11d42b58d94793d268b9fee8.png)
②实验测得
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7aebc1797a4f369ff9612e4963f96e20.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3467f3a8161e0af08b0737ee822be5e9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/17/311c422d-34d8-42c3-bcce-fd32a7aec6b4.png?resizew=177)
(2)从焦炉气中提取氢气,需净化原料气,尤其要脱除其中的含硫杂质。除了从环保角度考虑外,其主要目的是
(3)250℃,在甲(容积为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28b91899195b159512d95679cc957770.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bcdbcfa56af123635b4f5bae5908df69.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bb52ca061c8eb5188607ecb7c0985e19.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6adfd8a9353a63dcb0a37352d6e99262.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/17/3b44107a-202b-44cd-b41d-4871fa27d363.png?resizew=197)
①其中B曲线对应
②利用图中数据计算250℃该反应的分压平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
(4)研究合成甲醇的催化剂时,在其他条件不变仅改变催化剂种类的情况下,对反应器出口产品进行成分分析,结果如下图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/17/4cff4b60-b635-46fc-9b1e-e0bfb94b5363.png?resizew=357)
在以上催化剂中,该反应选择的最佳催化剂为
(5)在研究该反应历程时发现:反应气中水蒸气含量会影响
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50a5c6d26e9821c59de16c928dcb79f0.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/17/43a6db0f-2ab8-409b-8068-ca3cdf484ed4.png?resizew=504)
①写出有水参与时的化学方程式
②资料显示:水也可以使催化剂活化点位减少。结合资料、上图及学过的知识推测在反应气中添加水蒸气将如何影响甲醇产率及产生这种影响的原因(任答两点)
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【推荐1】为了应对气候变化,我国提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”等目标。
和
是两种主要的温室气体,以
和
为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向,回答下列问题:
(1)工业上
催化重整是目前大规模制取合成气(CO和
的混合气)的重要方法,其原理为:
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/49ae05f8313fb92d7da09417cfdbf4e5.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e6c2c4c4969dba8ee3f2d5ce74f68702.png)
和
反应生成
和
的热化学方程式为_______ 。
(2)将
和
加入恒温恒压的密闭容器中(温度298K,压强100kPa),发生反应Ⅰ,不考虑反应Ⅱ的发生,该反应中,正反应速率
,p为分压(分压=总压×物质的量分数),若该条件下
,当
分解20%时,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8de9682dcf6e932d220398088d685183.png)
_______
。
(3)将
和
在一定条件下反应可制得合成气,在1L恒容密闭容器中通入
与
,使其物质的量浓度均为
,一定条件下发生反应:
,测得
的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示:
①压强
、
、
、
由小到大的关系为_______ 。
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作
),如果
,计算X点的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
_______
(用平衡分压代替平衡浓度计算,结果精确到0.01)。
③下列能说明该反应已达平衡状态的是_______ (填字母)。
a.单位时间内有4molC-H键断裂,同时有4molH-H键生成
b.混合气体的平均相对分子质量不随时间变化
c.混合气体的密度不随时间变化
d.体系中
保持不变
(4)科学家研究出如图所示装置,可以将温室气体
转化为燃料气体CO。该装置工作时,
移动的方向为_______ (填“a→b”或“b→a”),b电极的电极反应式为_______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(1)工业上
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bc1848c15c02fc5b5c86f923d0805e02.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5ec4cb3b67b43205a8ff8b690cbb9f6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/49ae05f8313fb92d7da09417cfdbf4e5.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3081471a59571d1e73e59fc72fb098ef.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e6c2c4c4969dba8ee3f2d5ce74f68702.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b1124f330375d2116cce2b4010ff17f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2410196da643c600e8d79606eb197f28.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3855dcc64a8d2d84cce2105dc481531c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/444497cd37b296f9762dfb3d1ca7bc55.png)
(2)将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d6806e49d443fa57ccb02c8cfa185042.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a52f55f8a64635973d1151f82015e2fc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f0045c4b67624893873d45131360e9d1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2ee383ba15b3dd034fbbce6e2f90cc1b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8de9682dcf6e932d220398088d685183.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d7fb1dad0b387de2d33f5a11a4741f9f.png)
(3)将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bcf2b60c9d19dd6e3f0afbec79386552.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/83182738f18ceb821b1af77ca3743009.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/24/965e7cc0-99a0-44bc-8465-307d4977f49d.png?resizew=286)
①压强
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8be646cd52d7f2f1714e7542e75810f2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/adad9633b73dfbbb3d84b4f15979e99e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/87b21b872313f7d8c5b606981f954a1e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2fc119550ce4fc5f3d1daf996e7243bd.png)
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff3dcd5e9a094a60ff298af4b5d9ec14.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/25ae70e5af5bfa378b278b445ce53eb0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ae83fafe13967eb0a8ae8051bf83334a.png)
③下列能说明该反应已达平衡状态的是
a.单位时间内有4molC-H键断裂,同时有4molH-H键生成
b.混合气体的平均相对分子质量不随时间变化
c.混合气体的密度不随时间变化
d.体系中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f7d495c23bb8d68d051b4da4f3fc2dc.png)
(4)科学家研究出如图所示装置,可以将温室气体
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a8b6ede55013761f0df50ef4854cb9d4.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/24/4abfec3a-79a1-4a53-9c55-cc160016dcc2.png?resizew=209)
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【推荐2】氮及其化合物的研究对于生态环境保护和工农业生产发展非常重要。
I.对合成氨的研究
(1)已知:2NH3(g)
N2(g) +3H2(g) ,活化能Ea1 =600 kJ·mol-1,合成氨有关化学键的键能如下表:
则合成氨反应:
N2(g)+
H2(g)
NH3(g)的活化能Ea1=_______
(2)在一定条件下,向某反应容器中投入5 mol N2、15 mol H2在不同温度下反应,平衡体系中氨的质量分数随压强变化曲线如图1所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/14/2958079163768832/2958180066689024/STEM/5071f0f1-2eaf-446e-aa52-df75e7f92214.png?resizew=268)
①温度T1、T2、T3中,由低到高为_______ ,M点N2的转化率为_______ 。
②1939年捷姆金和佩热夫推出氨合成反应在接近平衡时净速率方程式为:v(NH3) =k1p(N2)
,k1、k2分别为正反应和逆反应的速率常数;p( N2)、p(H2)、p( NH3 )代表各组分的分压(分压=总压×物质的量分数) ;a为常数,工业上以铁触媒为催化剂时,a=0.5.温度为T2时,
=_______ MPa2 (保留两位小数)。
II.对相关脱硝反应的研究
(3)将等物质的量的NO和CO分别充入盛有催化剂①和②的体积相同的刚性容器,进行反应2NO(g) +2CO(g)
N2(g) +2CO2(g) ∆H <0,经过相同时间测得NO的转化率如图2所示。图中c点_______ (填“是”或“否” )一定是平衡状态,请说明理由_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/14/2958079163768832/2958180066689024/STEM/739c9b99-14cc-43fc-8085-0c13182f1e88.png?resizew=420)
(4)氮的氧化物脱除可用电化学原理处理,如图3装置可同时吸收SO2和NO。已知:H2S2O4是一种弱酸。直流电源的正极为_______ ( 填“a”或“b”),阴极的电极反应式_______ 。该电解装置选择_______ ( 填“阳”或“阴")离子交换膜。
I.对合成氨的研究
(1)已知:2NH3(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
化学键 | H—H | N≡N | N—H |
键能/kJ·mol-1 | 436 | 946 | 391 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b8503f4706b8321e4e79a87eadea84.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(2)在一定条件下,向某反应容器中投入5 mol N2、15 mol H2在不同温度下反应,平衡体系中氨的质量分数随压强变化曲线如图1所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/14/2958079163768832/2958180066689024/STEM/5071f0f1-2eaf-446e-aa52-df75e7f92214.png?resizew=268)
①温度T1、T2、T3中,由低到高为
②1939年捷姆金和佩热夫推出氨合成反应在接近平衡时净速率方程式为:v(NH3) =k1p(N2)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/954e4311151cb46f7998d40ebe19faa5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/768da790ea1b7a79b298e85732e02954.png)
II.对相关脱硝反应的研究
(3)将等物质的量的NO和CO分别充入盛有催化剂①和②的体积相同的刚性容器,进行反应2NO(g) +2CO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/14/2958079163768832/2958180066689024/STEM/739c9b99-14cc-43fc-8085-0c13182f1e88.png?resizew=420)
(4)氮的氧化物脱除可用电化学原理处理,如图3装置可同时吸收SO2和NO。已知:H2S2O4是一种弱酸。直流电源的正极为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/14/2958079163768832/2958180066689024/STEM/95d54d19-9823-4f47-b55d-7265cd7bcebb.png?resizew=417)
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解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
【推荐3】当前能源资源短缺,甲醇合成制备与应用是国际研究的热点。
Ⅰ.某温度下,利用
生产甲醇主要涉及以下反应。
反应1.
;
;![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e029cc1f7d07eeb136bd3946a7eb23e3.png)
反应2.
;
;![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/32410867843f1a7ef11410da8f3f8dab.png)
回答下列问题:
(1)升高温度时,
的值将___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)阿伦尼乌斯公式为
(其中k为速率常数,A和R为常数,Ea为反应的活化能,e为自然对数的底,T为温度),反应Ⅰ的速率方程为
,
,
①增大体系的压强,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35bf08fb014d553256978cfc10dd305a.png)
___________ (填“增大”“减小”或“不变”);
②在催化剂作用下,将1mol
和2mol
的混合气体通入1L密闭容器发生反应1、2。当反应达到平衡状态时,
的转化率是60%,此时
和
的平均相对分子质量是23,若反应1的
,平衡时反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eae4fdac2ddcf335a0c35de976ea8fef.png)
___________
。
(3)将1mol
(g)和3mol
(g)充入密闭容器发生反应Ⅰ和Ⅱ,并达到平衡状态。相同温度下,在不同压强下测得
的平衡转化率、
(g)的选择性[
]和CO的选择性[
]随压强变化曲线如图所示。图中表示
的平衡转化率的曲线是(填“m”“n”或“p”)___________ ,A点时
的转化率为___________ 。
、2mol
,分别在1MPa和10Mpa下反应。分析温度对平衡体系中
、CO、
的影响,设这三种气体物质的量分数之和为1,CO和
的物质的量分数与温度变化关系如图:___________ (填标号)。
②200~400℃,b、d曲线基本重合的原因___________ 。
Ⅱ.甲醇应用:利用甲醇分解制备烯烃,涉及反应如下:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/90fa444b1a9198c46899d9180323651b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/05ee2a2fad0c5ffcb01ca98a225f7dab.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1fde508ae577c37295622c7ad47741a2.png)
(5)某温度下,总压P条件下,平衡体系中各物质的物质的量分数随温度变化如图所示:
,此条件下的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
___________ 。
Ⅰ.某温度下,利用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
反应1.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/61127a206e8bc4be15d6fd3472a8b52e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a1b088911b2f94a27397511e7cba5b74.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e029cc1f7d07eeb136bd3946a7eb23e3.png)
反应2.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b1b1d40ebbc1f613d901159f2ee2f045.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7a3b04e11c323ea898a15eb0d5076fcb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/32410867843f1a7ef11410da8f3f8dab.png)
回答下列问题:
(1)升高温度时,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2c7c6ce579670c7a9d5a772aa74bbe33.png)
(2)阿伦尼乌斯公式为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9279724633328ab51fcf725f57d1e822.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/70be5efca78130b61153581dfdb477e2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/84533184daaec2e859435b1359d65c27.png)
①增大体系的压强,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35bf08fb014d553256978cfc10dd305a.png)
②在催化剂作用下,将1mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28ca330355042469f1c9c628d6f362fc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eae4fdac2ddcf335a0c35de976ea8fef.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f4b1049834c3dc65c404f2ad20a97885.png)
(3)将1mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6c85f9c15a033de73f8e2ab50cf5e60b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4c485bcfc5404c07d02c2f3a7dc9c2ae.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
②200~400℃,b、d曲线基本重合的原因
Ⅱ.甲醇应用:利用甲醇分解制备烯烃,涉及反应如下:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/90fa444b1a9198c46899d9180323651b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/05ee2a2fad0c5ffcb01ca98a225f7dab.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1fde508ae577c37295622c7ad47741a2.png)
(5)某温度下,总压P条件下,平衡体系中各物质的物质的量分数随温度变化如图所示:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7fb782a8de5c90a0a7a28123c99c4e08.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
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解答题-无机推断题
|
较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】下图为相关物质之间的转化关系,其中甲、乙为生活中常见的金属单质,丙、丁
在常温下为气态非金属单质,A~F为化合物(水均已略去)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/1/7/1576241414062080/1576241414635520/STEM/0188a21121e24ed58fec187330314eb7.png?resizew=318)
请回答:
(1)组成丙的元素在元素周期表中的位置 为_________ ;利用反应①,工业上常制备____ (填产品名称)。
(2)C的电子式为______ ;反应②的离子方程式为___________ 。
(3)将A、B的水溶液混合,反应的离子方程式为________ 。
(4)将B的稀溶液加水稀释,在图中画出溶液pH随加水体积的变化趋势曲线______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/1/7/1576241414062080/1576241414635520/STEM/e01094210ab04468a49ea34b89c64a8e.png?resizew=237)
(5)工业上冶炼金属甲的化学方程式为____________________ 。
(6)将等物质的量的A和NaOH混合溶于水,该溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序为______ 。
(7)检验F中阳离子的方法为____________________
在常温下为气态非金属单质,A~F为化合物(水均已略去)。
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请回答:
(1)组成丙的元素在元素周期表中的位置 为
(2)C的电子式为
(3)将A、B的水溶液混合,反应的离子方程式为
(4)将B的稀溶液加水稀释,在图中画出溶液pH随加水体积的变化趋势曲线
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(5)工业上冶炼金属甲的化学方程式为
(6)将等物质的量的A和NaOH混合溶于水,该溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序为
(7)检验F中阳离子的方法为
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
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【推荐2】某化学学习小组为研究HA、HB和MOH的酸碱性的相对强弱,设计以下实验:将pH=2的两种酸溶液HA、HB和pH=12的MOH碱溶液各1mL,分别加水稀释到1000mL,其pH的变化与溶液体积的关系如图,根据所给的数据,请回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/26/4dec0210-2f05-40cc-aae2-73c86ac68470.png?resizew=164)
(1)HA为___ 酸,HB为___ 酸(填“强”或“弱”)。
(2)若c=9,则将pH=2的HB与pH=12的MOH等体积混合后,溶液呈__ (填“酸”“碱”或“中”)性。
(3)若c=9,稀释后的三种溶液中,由水电离的氢离子浓度的大小顺序为__ (用酸、碱化学式表示)。
(4)常温下,取pH=2的HA、HB各100mL,向其中分别加入适量的Zn粒,反应后两溶液的pH均变为4,设HA中加入的Zn质量为m1,HB中加入的Zn质量为m2,则m1__ m2(选填“<”、“=”或“>”)。
(5)若b+c=14,则MOH为___ 碱(选填“强”或“弱”)。将稀释后的HB溶液和MOH溶液取等体积混合,所得混合溶液的pH__ 7(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
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(1)HA为
(2)若c=9,则将pH=2的HB与pH=12的MOH等体积混合后,溶液呈
(3)若c=9,稀释后的三种溶液中,由水电离的氢离子浓度的大小顺序为
(4)常温下,取pH=2的HA、HB各100mL,向其中分别加入适量的Zn粒,反应后两溶液的pH均变为4,设HA中加入的Zn质量为m1,HB中加入的Zn质量为m2,则m1
(5)若b+c=14,则MOH为
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
【推荐3】羟基磷灰石(化学式为Ca10(PO4)6(OH)2,简称HA)是一种重要的生物材料。用磷酸与氢氧化钙制备HA的流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2010/9/28/1575986110480384/1575986110808064/STEM/ed5b3088eca14642aff025d2293f061b.png?resizew=539)
(1)配制石灰乳时,用广泛pH试纸测定溶液的pH值,操作方法是________ 。
(2)步骤②中适宜的加热方法是______________ 。
(3)步骤②、③中必须充分搅拌,其目的是
____________ 。
(4)步骤④中需将生成的白色胶状沉淀过滤,再用蒸馏水洗涤数次,洗涤的目的是_______ 。
(5)实验②中滴入磷酸时,pH随“磷酸的用量与理论量比值”(用K表示)的变化如右图,需要严格控制滴定速率的阶段是___________ 。(用K的范围表示)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2010/9/28/1575986110480384/1575986110808064/STEM/f8780d15ba7d4d69a4ea409720eb62dd.png?resizew=188)
(6)氢氧化钙与磷酸中和生成HA的化学方程式是______________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2010/9/28/1575986110480384/1575986110808064/STEM/ed5b3088eca14642aff025d2293f061b.png?resizew=539)
(1)配制石灰乳时,用广泛pH试纸测定溶液的pH值,操作方法是
(2)步骤②中适宜的加热方法是
(3)步骤②、③中必须充分搅拌,其目的是
(4)步骤④中需将生成的白色胶状沉淀过滤,再用蒸馏水洗涤数次,洗涤的目的是
(5)实验②中滴入磷酸时,pH随“磷酸的用量与理论量比值”(用K表示)的变化如右图,需要严格控制滴定速率的阶段是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2010/9/28/1575986110480384/1575986110808064/STEM/f8780d15ba7d4d69a4ea409720eb62dd.png?resizew=188)
(6)氢氧化钙与磷酸中和生成HA的化学方程式是
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